In der Diabetestherapie eingesetzte Vorrichtungen zur Messung der Glucosekonzentration im Blut oder einer anderen menschlichen Körperflüssigkeit beruhen auf einer chemischen Reaktion zwischen der Glucose und einem Reaktionsmittel. Devices used in diabetes therapy for measuring the glucose concentration in the blood or other human body fluid based on a chemical reaction between the glucose and a reagent.Der Diabetiker sticht sich mit einer Nadel unter die Haut und bringt das an der Einstichstelle durch die Haut dringende Blut mit dem Reaktionsmittel in Kontakt. The diabetic pricked with a needle under the skin and brings the injection site through the skin penetrating the blood with the reagent in contact.Das Reaktionsmittel ist auf einem Teststreifen aufgebracht. The reaction agent is applied to a test strip.Der Teststreifen wird mit der Stelle, an der die Reaktion zwischen der Glucose und dem Reaktionsmittel stattgefunden hat, in eine Messaufnahme- und Auswerteeinrichtung eingeführt. The test strip is inserted to the point where the reaction between the glucose and the reactant took place in a Messaufnahme- and evaluation device.Ein in Bezug auf die chemische Reaktion zwischen der Glucose und dem Reaktionsmittel sensitiver Detektor nimmt das Ergebnis der Reaktion auf und gibt in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Reaktion ein Signal aus. A with respect to the chemical reaction between the glucose and the reactant sensitive detector records the result of the reaction and outputs a signal in dependence on the result of the reaction.Aus dem Signal wird die Glucosekonzentration in der Blutprobe ermittelt und optisch angezeigt. the glucose concentration is determined in the blood sample and visually displayed from the signal.Einfachere Messvorrichtungen beruhen auf einem Farbumschlag des Teststreifens, wobei die Einfärbung des Teststreifens ein Maß für die Glucosekonzentration in der Blutprobe ist. Simpler measurement devices are based on a color change of the test strip, wherein the coloring of the test strip is a measure of the glucose concentration in the blood sample.Ein Nachteil des Verfahrens ist, dass für jede Messung erneut in die Haut eingestochen werden muss. A drawback of the method that must be inserted into the skin again for each measurement.

In der WO 98/01071 wird eine Messvorrichtung beschrieben, mit der die Glucosekonzentration im Blut oder in der Zwischenzellenflüssigkeit optisch gemessen wird. In WO 98/01071 a measuring device is described with which the glucose concentration in the blood or in the interstitial cells fluid is measured optically.

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Die Vorrichtung umfasst eine Lichtquelle und einen Lichtdetektor, die im Infrarotbereich arbeiten. The apparatus comprises a light source and a light detector, operating in the infrared range.Die Lichtquelle und der Lichtdetektor sind im menschlichen Gewebe implantiert. The light source and the light detector are implanted in human tissue.Ihre Anordnung ist im implantierten Zustand derart, dass eine Auskopplungsfläche für das Licht und eine Detektorfläche einander im Gewebe unmittelbar gegenüberliegend eine Messstrecke zwischen sich bilden, in der Licht absorbiert wird. Their arrangement is such in the implanted state, that a coupling-out area for the light and a detector surface in fabric form mutually directly opposite to a measured distance between them is absorbed in the light.Von der Auskopplungsfläche ausgesendetes Licht wird nach dem Passieren der Messstrecke von der Detektorfläche aufgenommen. By the coupling-out surface emitted light is received by the detector surface after passing through the measuring section.Dabei wird Infrarotlicht in unterschiedlichen Wellenlängen benutzt und mittels Infrarotspektroskopie ausgewertet. In this case, infrared light is used in different wavelengths and analyzed by infrared spectroscopy.Der Grad der Absorption des Infrarotlichts wird als Maß für die Glucosekonzentration im Blut verwendet. The degree of absorption of the infrared light is used as a measure of the glucose concentration in the blood.Die Implantation ist mit einem großen invasiven Aufwand verbunden. The implant is connected to a large invasive effort.

In der vorgenannten ersten Variante ist der zu implantierende bzw. in der Messstellung implantierte Lichtsender selbst eine Lichtquelle und die Vorrichtung umfasst ferner eine Energiequelle zur Versorgung dieser Lichtquelle mit Energie. In the aforesaid first variant of the appliance to be implanted, or implanted in the measuring position, light emitter itself is a light source and the apparatus further comprises a power source for supplying the light source with energy.Die Energiequelle wird nicht implantiert. The power source is not implanted.Die Energieversorgung erfolgt mittels einer implantierten Verbindungsleitung zwischen der Energiequelle und dem Lichtsender oder leitungslos, vorzugsweise induktiv. The energy is supplied by means of an implanted connection line between the power source and the light transmitter or leadless, preferably inductively.

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In der vorgenannten zweiten Variante ist der Lichtsender in einem Ausführungsbeispiel ein Lichtleiter und die Vorrichtung umfasst ferner eine Lichtquelle zur Erzeugung des Lichts. In the above second variant of the light transmitter is a light guide in one embodiment, and the apparatus further comprises a light source for generating the light.In der Messstellung der Vorrichtung speist die Lichtquelle das Licht außerhalb des Gewebes in den Lichtleiter ein. In the measurement position of the device the light source feeds a light outside of the fabric in the light guide.Die Lichtquelle ist mit dem Lichtleiter verbindbar oder permanent verbunden. The light source is connected or connectable permanently connected to the light guide.Der Lichtleiter wird bevorzugt durch eine oder mehrere Glasfasern gebildet. The light guide is preferably formed by one or more glass fibers.Von der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nur der Lichtleiter implantiert. Of the inventive device, only the light guide is implanted.

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In der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Lichtsender ein Reflektor und die Vorrichtung weist ferner eine Lichtquelle zur Erzeugung des Lichts auf, die in der Messstellung das Licht durch die Haut und das darunterliegende Gewebe hindurch zu dem Reflektor sendet. In the present embodiment, the light emitter is a reflector and the apparatus further comprises a light source for generating the light, which transmits in the measuring position, the light through the skin and the underlying tissue through to the reflector.Der Reflektor reflektiert in der Messstellung das von der Lichtquelle empfangene Licht zu dem Lichtdetektor. The reflector reflects in the measuring position, the signal received from the light source to the light detector.Die Verwendung eines implantierten Reflektors hat gegenüber der Verwendung eines Lichtleiters den Vorteil, dass eine Verbindungsleitung von dem Lichtsender zur Hautoberfläche nicht implantiert werden muss. The use of an implanted reflector has over the use of an optical fiber has the advantage that a connecting line from the light emitter to the skin surface does not have to be implanted.Gegenüber einer außerhalb des Gewebes vorgesehenen Energiequelle mit drahtloser Energieversorgung des als Lichtquelle ausgebildeten Lichtsenders weist ein reiner Reflektor als Vorteil auf, dass nicht zusätzlich zum Licht eine weitere Energieform am Ort der Messung in das Gewebe eingespeist wird. Opposite an opening provided outside the tissue source of energy with wireless energy supply of the light source designed as a light transmitter, a pure reflector as an advantage that it is not in addition to light, another form of energy at the location of the measurement is fed into the tissue.Ferner wird die Weglänge des Lichts, die für die Messung genutzt wird, verlängert, dh es findet über eine längere Messstrecke die Wechselwirkung mit dem Inhaltsstoff statt, dessen Konzentration ermittelt werden soll. Further, the path length of the light, which is used for the measurement is extended, ie there is a longer measurement path to interact with the ingredient instead, whose concentration is to be determined.Im Umkehrschluss kann die Implantationstiefe gering gehalten werden. Conversely, the implantation depth can be kept low.

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Der Reflektor kann als Konzentrator, insbesondere als Parabolreflektor ausgebildet sein. The reflector may be formed as a concentrator, in particular as a parabolic reflector.

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Der Reflektor weist wenigstens zwei lichtreflektierende Oberflächen auf. The reflector has at least two light-reflecting surfaces.Als Oberfläche wird in diesem Zusammenhang auch eine Materialschicht des Reflektors verstanden, soweit in ihr die Reflektion stattfindet oder diese Schicht die Reflektion beeinflusst. As the surface in this context a material layer of the reflector is meant the extent that the reflection takes place in it, or this layer influences the reflection.Eine dieser wenigstens zwei Oberflächen bildet eine Messfläche. One of these at least two surfaces defining a measuring surface.Die andere der wenigstens zwei Oberflächen bildet eine Referenzfläche. The other of the at least two surfaces forms a reference surface.Der Lichtdetektor weist in diesem Fall wenigstens zwei Detektorflächen auf, nämlich eine Detektorfläche für den Empfang des von der einen Oberfläche reflektierten Lichts und die andere Detektorfläche für den Empfang des von der anderen Oberfläche reflektierten Lichts. The light detector in this case has at least two detecting areas, namely a detector surface for receiving the reflected light from the one surface and the other detector surface for receiving the reflected light from the other surface.Aus dem von der Messfläche reflektierten Licht bildet der Detektor ein Messsignal und aus dem von der Referenzfläche reflektierten Licht ein Referenzsignal. Out of the reflected light from the measuring surface of the detector forms a measurement signal and from the reflected light from the reference surface with a reference signal.Die Konzentration des Inhaltsstoffs wird durch Vergleich des Messsignals mit dem Referenzsignal ermittelt, insbesondere durch Bildung der Differenz oder des Verhältnisses aus Messsignal und Referenzsignal. The concentration of the ingredient is determined by comparing the measurement signal with the reference signal, in particular by forming the difference or the ratio of measured signal and reference signal.Das Messsignal ist in einem Fall abhängig von der Konzentration des Inhaltsstoffs sowie von den weiteren Einflüssen, insbesondere den Hauteigenschaften und den Eigenschaften des umgebenden Gewebes einschließlich der weiteren Bestandteile der Körperflüssigkeit. The measurement signal is dependent on the concentration of the ingredient as well as the other influences, in particular the skin properties and the properties of the surrounding tissue including the other constituents of the body fluid in one case.Das Referenzsignal ist in diesem Fall idealerweise nur von den äußeren Einflüssen, insbesondere den genannten, nicht jedoch von der Konzentration des interessierenden Inhaltsstoffs abhängig; The reference signal is in this case ideally only from the outer influences, in particular the above-mentioned, however, not dependent on the concentration of interest ingredient;zumindest hängt es von der Konzentration des interessierenden Inhaltsstoffs messbar weniger ab als das Messsignal. at least it depends on the concentration of interest ingredient measurably less than from the measured signal.Insbesondere werden die Einflüsse der Haut mittels des Referenzsignals herausgefiltert. In particular the influences of the skin will be filtered out by means of the reference signal.Stattdessen kann die Messfläche auch so gestaltet sein, dass sie eine ausgeprägte Empfindlichkeit nur für den interessierenden Inhaltsstoff hat, und die Referenzfläche weist diese Empfindlichkeit nicht oder in messbar geringerem Ausmaß auf. Instead, the measuring surface may also be designed so that it has a pronounced sensitivity only for the interest ingredient, and the reference surface does not exhibit this sensitivity or in measurably lesser extent on.

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In einer bevorzugten Ausführungsvariante weist der Reflektor wenigsten zwei lichtreflektierende Oberflächen auf, die in einer optischen Eigenschaft in Bezug auf das Licht aus dem sensitiven Wellenbereich unterschiedlich sind. In a preferred embodiment, the reflector has at least two light-reflecting surfaces, which are different in an optical property with respect to the light of the sensitive wavelength range.Besonders bevorzugt verändert eine erste Oberfläche der wenigstens zwei lichtreflektierenden Oberflächen die optische Eigenschaft in Abhängigkeit von der Konzentration eines Inhaltsstoffs der Körperflüssigkeit. Particularly preferred is a first surface of the at least two light reflecting surfaces changes the optical characteristic depending on the concentration of a constituent of the body fluid.Vorzugsweise ändert sie die optische Eigenschaft in Abhängigkeit von dem Inhaltsstoff, dessen Konzentration gemessen werden soll. Preferably, it changes the optical characteristic depending on the content of a substance whose concentration is to be measured.Grundsätzlich kann die Veränderung jedoch auch in Abhängigkeit von einem anderen bekannten Inhaltsstoff erfolgen, dessen Einfluss auf das Licht in diesem Fall herausgefiltert wird. Basically, however, the change can also take place in response to an other known ingredient, its influence is filtered out on the light in this case.Eine zweite Oberfläche der wenigstens zwei lichtreflektieren Oberflächen weist diese Abhängigkeit der gleichen optischen Eigenschaft von dem betreffenden Inhaltsstoff nicht auf. A second surface of the at least two light-reflecting surfaces does not have this function of the same optical property of the respective ingredient.Bei der optischen Eigenschaft, die derart verändert wird, handelt es sich vorzugsweise um den Reflektionsgrad der ersten Oberfläche und/oder um eine Polarisationswirkung. In the optical property that is changed so it is preferably the reflectance of the first surface and / or a polarization effect.Im letzteren Fall ist die Veränderung der optischen Eigenschaft die Veränderung der Polarisationswirkung der ersten Oberfläche. In the latter case, the change of the optical characteristic is the change in the polarization action of the first surface.Die erste Oberfläche kann auch derart ausgebildet sein, dass mehrere ihrer optischen Eigenschaften in Abhängigkeit von der Konzentration des betreffenden Inhaltsstoffs verändert werden. The first surface may also be designed in such a way that several of its optical properties depending on the concentration of the specific ingredient to be changed.

[0020] [0020]

Die Ausbildung von lichtreflektieren Oberflächen, die sich in wenigstens einer optischen Eigenschaft voneinander unterscheiden, kann durch eine Beschichtung oder eine gezielte Strukturierung oder eine Strukturierung plus Beschichtung wenigstens einer der Oberflächen erzielt werden. The formation of light-reflecting surfaces that differ in at least one optical property from each other can, one of the surfaces are achieved by a coating or a targeted structuring or patterning at least plus coating.Die Änderung einer optischen Eigenschaft in Abhängigkeit von der Konzentration eines Inhaltsstoffs der Körperflüssigkeit kann im Wege einer chemischen Reaktion des betreffenden Inhaltsstoffs mit der ersten Oberfläche erfolgen. The change in an optical characteristic depending on the concentration of a constituent of the body fluid can be carried out by means of a chemical reaction of the corresponding ingredient with the first surface.Bevorzugt wird die Änderung der optischen Eigenschaft jedoch allein durch eine reversible Anlagerung des Inhaltsstoffs an der ersten Oberfläche, dh durch eine Fixierung ohne chemische Bindung, erreicht. the change in optical property is preferred, however, achieved only by a reversible attachment of the ingredient on the first surface, that is, by a fixing without chemical bonding.Ändert sich die Konzentration des Inhaltsstoffs in der den Reflektor benetzenden Körperflüssigkeit, so ändert sich auch der Flächenanteil der ersten Oberfläche, auf dem der Inhaltsstoff sich anlagert, und/oder es ändert sich die Schichtdicke der Anlagerung des Inhaltsstoffs. the concentration of the ingredient varies in the reflector wetting body fluid, so the area ratio of the first surface on which the ingredient anneals, and / or it changes the layer thickness of the addition of the ingredient changes.Es erfolgt somit eine Anlagerung in Abhängigkeit von der Konzentration des betreffenden Inhaltsstoffs in der Körperflüssigkeit. There is thus an accumulation function of the concentration of that ingredient in the body fluid.

[0021] [0021]

In der erfindungsgemäßen Ausführungsvariante können die Messfläche und die Referenzfläche auf unterschiedlichen Niveaus in Bezug auf eine gemeinsame Niveaufläche angeordnet sein. In the present embodiment, the measurement surface and the reference surface may be arranged at different levels with respect to a common level surface.Die gemeinsame Niveaufläche wird im implantierten Zustand des Reflektors durch die Hautoberfläche gebildet. The common level surface is formed in the implanted state of the reflector through the skin surface.Die Referenzfläche ist im implantierten Zustand besonders bevorzugt unmittelbar unter der Haut angeordnet, während die Messfläche ein Stück weit tiefer im Gewebe angeordnet ist, so dass zwischen der untersten Hautschicht und der Messfläche Körperflüssigkeit in einer für die Messung ausreichenden Schichtdicke vorhanden ist. The reference surface is particularly preferably located in the implanted state immediately under the skin, while the measuring surface is arranged a short distance deeper in the tissue so that there is between the lowermost layer of the skin and the measuring surface the body fluid in an amount sufficient for the measurement of layer thickness.

[0022] [0022]

Vorzugsweise sind der Lichtsender und der Detektor in der Messstellung relativ zueinander räumlich festgelegt. Preferably, the light transmitter and the detector in the measuring position, are spatially fixed relative to one another.Bevorzugt sind sie mechanisch miteinander verbunden. Preferably, they are mechanically connected to each other.Bevorzugt ist mit dem Lichtsender ein Verbindungselement verbunden, das zusammen mit dem Lichtsender implantiert wird, derart, dass es im implantierten Zustand des Lichtsenders durch die Hautoberfläche nach außen ragt. with the light transmitter, a connecting element is preferably connected, which is implanted together with the light emitter such that it protrudes in the implanted state of the light emitter through the skin surface to the outside.An seinem außerhalb des Gewebes befindlichen Teil ist das Verbindungselement für eine Verbindung mit dem Detektor vorbereitet. At its end located outside the tissue part the connecting element for connection to the detector has been prepared.Es kann allerdings der Detektor auch bereits vor der Implantation über das Verbindungselement mit dem Lichtsender verbunden sein. However, it can also already the detector be connected prior to implantation via the connecting element to the light emitter.In einer bevorzugten Ausführung ist auch eine außerhalb des Gewebes verbleibende Lichtquelle oder Energiequelle in der Messstellung an dem Verbindungselement festgelegt. In a preferred embodiment, a remaining outside the tissue light source or energy source in the measuring position on the connecting element is fixed.Das Verbindungselement kann ein einfacher Bolzen sein. The connecting element may be a simple bolt.

Die Lichtquelle The light source3 3und der Lichtdetektor and the light detector5 5sind vorzugsweise in einer festgelegten Anordnung miteinander verbunden, insbesondere in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht. are preferably connected to each other in a predetermined arrangement, in particular in a common housing.

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2 2zeigt ein zweites nicht beanspruchtes Ausführungsbeispiel, in dem eine Lichtquelle shows a second not claimed embodiment in which a light source6 6im Gewebe in the tissue2 2unterhalb der Haut beneath the skin1 1implantiert ist. is implanted.Die Lichtquelle The light source6 6kann durch eine Lichtquelle für weißes Licht gebildet werden. can be formed by a light source for white light.Vorzugsweise wird sie durch eine Infrarot-Laserdiode oder ein Array von mehreren Infrarot-Laserdioden gebildet. Preferably, it is formed by an infrared laser diode or an array of a plurality of infrared laser diodes.Die implantierte Lichtquelle The implanted light source6 6und der Lichtdetektor and the light detector5 5des zweiten Ausführungsbeispiels sind wieder in einer fixen Lagebeziehung zueinander angeordnet und entsprechend starr miteinander verbunden oder in einer starren Verbindung zueinander festlegbar. of the second embodiment are again arranged in a fixed positional relationship to each other and correspondingly rigidly connected to each other or fixed in a rigid connection with each other.Die Befestigung der Laserdiode The mounting of the laser diode6 6kann wiederum mit einem Bolzen erfolgen, wie im ersten Ausführungsbeispiel. may in turn be carried out with a bolt, as in the first embodiment.Die Lichtquelle The light source6 6wird über eine durch die Haut is a through the skin1 1hindurch nach außen geführte Leitung von einer Energiequelle passing led to the outside line from a power source7 7mit Energie versorgt. energized.Die Energiequelle The energy source7 7wird beispielsweise durch eine elektrische Batterie gebildet. For example, constituted by an electric battery.Statt einer leitungsgebundenen Energieversorgung kann eine leitungslose Energieversorgung, insbesondere die induktive Vorsorgung mit elektrischer Energie, vorgesehen sein. Instead of a wire-bound power supply may be a leadless energy supply, in particular the inductive Vorsorgung with electrical power can be provided.

Vorrichtung nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der optischen Eigenschaft, die verändert wird, um den Reflektionsgrad und/oder die Polarisationswirkung handelt. Device according to one of the two preceding claims, characterized in that this to be the reflectance and / or the polarization effect in the optical property is changed.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsender ( Device according to one of the preceding claims, characterized in that the light transmitter (10 10) und der Lichtdetektor ( ) And the light detector (5 5) in der Messstellung relativ zueinander fix ausgerichtet miteinander verbunden sind. ) Are connected relative to each other fix aligned with each other in the measuring position.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung zur Ermittlung der Glucosekonzentration, vorzugsweise für eine Diabetestherapie. Device according to one of the preceding claims, characterized by the use for the determination of glucose concentration, preferably for diabetes therapy.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung als Messvorrichtung in einem Regelkreis einer Pumpe eines Infusionsgeräts zur Verabreichung eines Wirkstoffs, wobei der Wirkstoff in Abhängigkeit von der Konzentration des Inhaltsstoffs dosiert verabreicht wird. Device according to one of the preceding claims, characterized by using as a measuring device in a control circuit of a pump of an infusion device for administering a drug, wherein the active ingredient depending upon the concentration of the ingredient dose is administered.

DE20001112842000-03-082000-03-08 Apparatus for in-vivo measurement of the concentration of an ingredient of a body fluid Expired - Fee RelatedDE10011284B4
(en)

Measurement device for measuring UV transmitted by a cosmetic or pharmaceutical product comprises a membrane on which it is deposited and fiber optics for collecting the transmitted light and transmitting it to a radiometer